1. ĐẶT VẤN ĐỀ
3.2.1 Mô hình thiết kế
Để làm rõ ảnh hưởng phân bố áp suất trên bề mặt đệm khí của việc phân tách đệm khí độc lập đến độ cứng vững của ổ khí quay, tác giả đã đưa ra ba phương án thiết kế kết cấu của ổ khí. Việc mô phỏng được thực hiện trên 3 mô hình: mô hình 1: các rãnh trên bề mặt bạc đệm khí được nối thông nhau, mô hình 2: các rãnh dẫn hình chữ nhật với lỗ đột thắt được bố trí xung quanh bề mặt bạc đệm khí, không có đường thoát khí phân tách thành các đệm khí riêng biệt, mô hình 3: các rãnh dẫn hình chữ nhật với lỗ đột thắt trung tâm, được phân tách nhau bởi rãnh thoát khí tạo thành các đệm khí riêng biệt. Từ các kết quả mô phỏng sẽ lựa chọn ra phương án tốt nhất để tiến hành gia công chế tạo và thực nghiệm trên mô hình đã mô phỏng. Hình 3.1 đến hình 3.7 là các phương án thiết kế cho ổ trục khí tĩnh bao gồm các chi tiết giữa trục, bạc và nắp dưới. Trong đó hình 3.7 là kết cấu mô hình lắp ráp cho ổ khi tĩnh.
Thiết kế chi tiết bạc cho mô hình 1 với các rãnh khí chiều rộng rãnh 0,5 và chiều sâu 0,3 liên kết với nhau như hình khai triển dưới đây:
Hình 3. 1 Đệm khí các rãnh dẫn liên kết với nhau
Thiết kế chi tiết bạc cho mô hình 2 với các rãnh khí chiều rộng 0,5 và chiều sâu 0,3 được liên kết với nhau thành sáu vùng đệm khí hình chữ nhật.
Hình 3. 2 Đệm khí dạng rãnh dẫn liên kết hình chữ nhật
Thiết kế chi tiết bạc cho mô hình 3 với các rãnh khí chiều rộng 0,5 và chiều sâu 0,3 được liên kết với nhau thành 6 vùng đệm khí hình chữ nhật nhưng các vùng độc lập với nhau tạo thành những vùng khí riêng biệt trong ổ khí.
Hình 3. 4 Bản vẽ chi tiết trục
Hình 3. 6 Bản vẽ chi tiết bạc
Trong chương 2 đã phân tích định vị khi nắp mô hình ổ khí quay giữa chi tiết trục, nắp và bạc được định vị 5 bậc tự do. Nếu chế tạo các chi tiết không đảm bảo chính xác khi nắp ráp một số bậc định vị có thể bị khống chế nhiều lần dẫn đến số bậc định vị trùng nhau. Như vậy khi nắp ráp ổ khí sẽ xảy ra hiện tượng siêu định vị. Để ổ khí có thể hoạt động không bị siêu định vị chỉ còn một bậc tự do quay của trục thì ổ khí phải được chế tạo đảm bảo được chính xác.
Sau khi lắp ráp chi tiết theo bản vẽ, khảo sát khe hở lớp đệm khí giữa bạc, đệm khí dưới và trục quay trong khoảng 1 – 12 µm, như mô hình không gian khí chảy trong ổ khí (Hình 3.7). Để ổ khí có thể hoạt động không bị tiếp xúc điều kiện khi gia công chế tạo chính xác ở cấp chính xác khi lắp ráp theo bảng 3 [79] giữa lỗ và trục là H7/f7, giữa vai trục và nắp H7/g6 điều kiện cần:
Δđộ tròn + Δđộ thẳng < Δz1 và Δđộ phẳng + Δ// < Δz2 + Δz3 (3.1) Trong đó: Δz1 khe hở giữa trục và lỗ bạc
Δz2, Δz3 khe hở mặt đầu bạc với trục và nắp ổ khí Δ// Độ không song song giữa đệm dưới, các vai trục Δđộtròn là tổng sai lệch độ tròn của trục và lỗ bạc ổ khí (A)
Δđộthẳng là tổng sai lệch độ thẳng của trục và lỗ bạc ổ khí (A)
Δđộphẳng là tổng sai lệch độ phẳng của vai trục, nắp và mặt đầu
lắp ghép của bạc.
Theo hình vẽ 3.2 và 3.4 ta có
Δđộtròn + Δđộthẳng = 0.02 + 0.024 = 0.044 < Δz1 = Δz1tb = 0.052 (3.2)
Δđộphẳng + Δ// = 0.006 + 0.01 = 0.016 < Δz2 + Δz3 = 0.017 (3.3)
Như vậy để ổ có thể hoạt động được thì điều kiện phương trình 3.3, 3.2 phải thỏa mãn phương trình 3.1